CN100462829C - 像素结构以及在该像素结构中产生驱动电压的方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种像素结构以及在该像素结构中产生驱动电压的方法。所述的像素结构包含一第一子像素电极区域、一第一共用电极线以及一第二共用电极线。该第一子像素电极区域具有一第一驱动电压。该第一共用电极线用以产生一第一共用电压信号。该第二共用电极线则用以产生一第二共用电压信号。而该第一驱动电压是根据该第一共用电压信号以及该第二共用电压信号结合而产生。本发明可使用较少数量的共用电极线以产生多于共用电极线数量的驱动电压，不但可以有效降低像素结构外部外围布线以及电路设计的复杂度与成本，更能改善在传统液晶显示器中，因视角的改变太大而造成灰阶反转的问题。

Description

像素结构以及在该像素结构中产生驱动电压的方法

技术领域

本发明是关于一种像素结构以及在该像素结构中产生驱动电压的方法；特别是一种根据共用电压信号以产生驱动电压的像素结构以及于该像素结构产生驱动电压的方法。

背景技术

近年来，平面显示器的发展越来越迅速，已经逐渐取代传统的阴极射线管显示器。现今的平面显示器主要有下列几种：有机发光二极管显示器(OrganicLight-Emitting Diodes Display；OLED)、等离子显示器(Plasma Display Panel；PDP)、液晶显示器(Liquid Crystal Display；LCD)、以及场发射显示器(FieldEmission Display；FED)等。所述的平面显示器皆由许多像素所构成，因此每个像素即为相当关键性的基本组成组件之一。

其中，液晶显示器即是其中一种具有高分辨率、形体薄、重量轻以及消耗电力低等优点的平面显示器。在显示器制造厂商的努力之下，液晶显示器的显示性能、生产能力以及相较于其它平面显示器的价格竞争力均有非常明显的提升，进而使其市场规模迅速地扩大。

传统的液晶显示器中包含的每一个像素皆需具有一个驱动电压，以提供给像素中的液晶转向的电场，使得液晶显示器可以藉将液晶转向显示多种亮度以及对比的画面。而由于单一驱动电压的限制使然，传统使用单一驱动电压驱动像素的液晶显示器在视角改变的时候，很容易造成画面的色偏，进而造成显示品质下降。更甚于者，在传统的扭转向列型(twisted nematic；TN)液晶显示器中，更会因为视角的改变太大而造成灰阶反转的问题。即液晶显示器从零灰阶(黑色)到255灰阶(白色)应该是灰阶数越高则越亮，但是扭转向列型液晶显示器自某个大角度观看时，低灰阶像素反而显示较高灰阶像素更亮，意即观赏效果类似黑白反转，即为灰阶反转。

为了解决前述的问题，已有厂商发展出以多个不同的驱动电压在单一个像素中针对不同的子像素分别驱动的技术。而制作此种需要多个驱动电压以驱动不同子像素的单一像素，皆会制作多条共用电极线(com-line)以提供复数个驱动电压。换言之，当单一像素中需要两个驱动电压以驱动两个子像素时，即会在单一像素中制作两条共用电极线。而若单一像素中需要三个驱动电压以驱动三个子像素时，则会制作三条共用电极线。以此类推，当单一像素中需要越多驱动电压以驱动多个子像素时，即需要更多相对应的共用电极线。

如图1所示，现有的液晶显示器的一像素结构1包含一第一子像素区域101、一第二子像素区域103、一第三子像素区域105、一第一共用电极线107、一第二共用电极线109、一第三共用电极线111、栅极线113a、113b、薄膜晶体管115、117、119以及数据线121a、121b。栅极线113a控制薄膜晶体管115的开与关，并进而控制第一子像素区域101的动作；栅极线113a也控制薄膜晶体管117的开与关，进而控制第二子像素区域103的动作；而栅极线113a控制薄膜晶体管119的开与关，并进而控制第三子像素区域105的动作。数据线121a经由薄膜晶体管115、117、119分别提供第一子像素区域101、第二子像素区域103以及第三子像素区域105所需的驱动电压。而第一共用电极线107用以调整第一子像素区域101的驱动电压的大小。第二共用电极线109用以调整第二子像素区域103的驱动电压的大小。最后第三共用电极线111用以调整第三子像素区域105的驱动电压的大小。

图2则绘示各电压波形，包含第一子像素区域101、第二子像素区域103、第三子像素区域105、第一共用电极线107、第二共用电极线109、第三共用电极线111以与栅极线113的电压波形。由图1以及图2可以得知，若需要三个不同的驱动电压来驱动子像素区域101、103、105，则需要三条共用电极线107、109、111来供应。

前述单一像素中以多个共用电极线产生多个驱动电压的设计中，虽然可以改善视角改变造成色偏或视角过大造成灰阶反转的问题。但由于共用电极线的数量增加，会使得实际像素结构中，共用电极线的金属面积增加，进而降低像素的开口率。更进一步，将会导致共电压信号的数量增加，进而提升了像素外部外围布线以及电路设计的复杂度与成本。

因此要如何有效地减少共用电极线，以降低布线以及电路设计的复杂度与成本，但又不会影响驱动电压的提供，并且不影响液晶显示器的显示效能，即可视角度的提高，仍然是此领域的产业亟需努力的目标。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种像素结构，其包含一第一子像素电极区域、一第一共用电极线以及一第二共用电极线。该第一子像素电极区域具有一第一驱动电压。该第一共用电极线用以产生一第一共用电压信号。该第二共用电极线则用以产生一第二共用电压信号。而该第一驱动电压是根据该第一共用电压信号以及该第二共用电压信号结合而产生。

本发明的又一目的在于提供一种在一像素结构中产生驱动电压的方法。该方法包含下列步骤：产生一第一共用电压信号；产生一第二共用电压信号；以及根据该第一共用电压信号以及该第二共用电压信号产生一第一驱动电压。

本发明的再一目的在于提供一种像素结构，其包含一第一共用电极线、一第二共用电极线、一第一子像素电极区域、一第二子像素电极区域以及一第三子像素电极区域。该第一共用电极线用以提供一第一共用电压信号。该第二共用电极线用以提供一第二共用电压信号。该第一子像素电极区域具有一第一驱动电压，而该第一驱动电压是根据该第一共用电压信号以及该第二共用电压信号结合而产生。该第二子像素电极区域具有一第二驱动电压，而该第二驱动电压是根据该第一共用电压信号而产生。最后该第三子像素电极区域具有一第三驱动电压，而该第三驱动电压是根据该第二共用电压信号而产生。

本发明可使用较少数量的共用电极线以产生多于共用电极线数量的驱动电压，不但可以有效降低像素结构外部外围布线以及电路设计的复杂度与成本，更能改善在传统液晶显示器中，因视角的改变太大而造成灰阶反转的问题。

在参阅图式及随后描述的实施方式后，该技术领域具有通常知识者便可了解本发明的其它目的，以及本发明的技术手段及实施态样。

附图说明

图1为现有像素结构的示意图；

图2为现有像素结构的各信号的波形示意图；

图3为本发明的较佳实施例的示意图；

图4为较佳实施例的各信号的波形示意图；

图5为本发明的较佳实施例的操作原理的流程图。

附图标号：

1：像素结构                  101：第一子像素区域

103：第二子像素区域          105：第三子像素区域

107：第一共用电极线          109：第二共用电极线

111：第三共用电极线          113a、113b：栅极线

115、117、119：薄膜晶体管    121a、121b：数据线

3:像素结构                   301：第一子像素区域

303：第二子像素区域          305：第三子像素区域

307：第一共用电极线          309：第二共用电极线

311：第一薄膜晶体管          313：第二薄膜晶体管

315：第三薄膜晶体管          317a、317b：栅极线

319a、319b：数据线           400：第一共用电压信号

402：第二共用电压信号        404：第一驱动电压

406：第二驱动电压            408：第三驱动电压

410：栅极电压

具体实施方式

本发明的较佳实施例如图3所示，为一种像素结构3，像素结构3应用于液晶显示器或者是其它各种类型的平面显示器，其包含一第一子像素电极区域301、一第二子像素电极区域303、一第三子像素电极区域305、一第一共用电极线307、一第二共用电极线309、一第一薄膜晶体管311、一第二薄膜晶体管313、一第三薄膜晶体管315、栅极线317a、317b以及数据线319a、319b。第一薄膜晶体管311电连接至第一子像素电极区域301，并配合栅极线317a控制第一子像素电极区域301的动作，意即当栅极线317a开启第一薄膜晶体管311时，栅极线317a可通过第一薄膜晶体管311控制第一子像素电极区域301的动作。第二薄膜晶体管313电连接至第二子像素电极区域303，并配合栅极线317a的开启与关闭控制第二子像素电极区域303的动作，如同第一薄膜晶体管311的控制方式所述。第三薄膜晶体管315则电连接至第三子像素电极区域305，并配合栅极线317a的开启与关闭而控制第三子像素电极区域305的动作，如同第一薄膜晶体管311的控制方式所述。

图4则绘示各电压波形，包含前段所述的第一子像素电极区域301、第二子像素电极区域303、第三子像素电极区域305、第一共用电极线307、第二共用电极线309以与栅极线317a的电压波形。第一共用电极线307产生一第一共用电压信号400。第二共用电极线309则产生一第二共用电压信号402。在本实施例中，前述的第一共用电压信号400以及第二共用电压信号402皆为周期性可变信号，且针对像素的不同驱动需求，两电压信号的振幅可为实质上不同，或者两电压信号的相位可为实质上不同。

在前述的较佳实施例中，第一子像素电极区域301所需要的第一驱动电压404则由第一共用电压信号400以及第二共用电压信号402结合并调整数据线319a所提供的电压而产生的，即为将第一共用电压信号400以及第二共用电压信号402相加，而由于第一共用电压信号400以及第二共用电压信号402互为互补，因此将两电压信号相加，将会抵销两电压信号中的脉波改变，进而调整数据线319a所提供的电压，以得到一固定的稳态振幅的第一驱动电压404。第二子像素电极区域303所需要的第二驱动电压406则由第一共用电压信号400调整数据线319a所提供的电压而产生的，如图4所示，第二驱动电压406的脉波改变与第一共用电压信号400的改变同步。最后，第三子像素电极区域305所需要的第三驱动电压408则由第二共用电压信号402调整数据线319a所提供的电压而产生的，如图4所示，第三驱动电压408的脉波改变与第二共用电压信号402的改变同步。

藉此，便可利用两个共用电压信号产生三个不同的驱动电压信号，若调整两个共用电压信号相加或者相减的比例，更可以产生三个以上的不同的驱动电压信号。而栅极线317a则提供栅极电压410来开启或关闭像素结构3里面的第一子像素电极区域301、第二子像素电极区域303以及第三子像素电极区域305。

前述较佳实施例的操作原理如图5所示，为一种在一像素中产生驱动电压的方法，该像素可以是该较佳实施例中的像素结构3。该方法说明如下。

执行步骤501时，产生共用电压信号。在本操作原理中，共用电压信号包含了如同前述较佳实施例的一第一共用电压信号以及一第二共用电压信号。执行步骤503，根据共用电压信号产生复数个驱动电压。而在本操作原理中，这些复数个驱动电压即为第一驱动电压、第二驱动电压以及第三驱动电压。

由上述可知，相对于现有技术的于单一像素中产生多个驱动电压的方式，使用本发明的像素结构，可以使用较少数量的共用电极线以产生多于共用电极线数量的驱动电压。如此一来，可提高像素制作时的开口率，并降低像素结构外部外围布线以及电路设计的复杂度与成本，改善因视角改变太大而造成的灰阶反转问题，以达到所需的技术突破目的。

上述的实施例仅用来例举本发明的实施态样，以及阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的范畴。任何熟悉此技术者可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围，本发明的权利范围应以权利要求为准。

Claims (5)

1.一种像素结构，其特征是，该像素结构包含：

一第一子像素电极区域，具有一第一驱动电压；

一第一共用电极线，用以产生一第一共用电压信号；以及

一第二共用电极线，用以产生一第二共用电压信号；

其中，所述的第一驱动电压是根据所述的第一共用电压信号以及所述的第二共用电压信号结合而产生；

一第二子像素电极区域，具有一第二驱动电压；

其中，所述的第二驱动电压是根据所述的第一共用电压信号而产生；

一第三子像素电极区域，具有一第三驱动电压；

其中，所述的第三驱动电压是根据所述的第二共用电压信号而产生。

2.如权利要求1所述的像素结构，其特征是，所述的第一共用电压信号以及所述的第二共用电压信号皆为一周期性可变信号且该第一共用电压信号以及该第二共用电压信号的相位与振幅至少其中之一具有差异。

3.如权利要求1所述的像素结构，其特征是，该像素结构还包含：

一第一薄膜晶体管，电连接至所述的第一子像素电极区域；

一第二薄膜晶体管，电连接至所述的第二子像素电极区域；以及

一第三薄膜晶体管，电连接至所述的第三子像素电极区域。

4.一种在一像素结构中产生驱动电压的方法，其特征是，该方法包含下列步骤：

产生一第一共用电压信号；

产生一第二共用电压信号；以及

根据所述的第一共用电压信号以及所述的第二共用电压信号产生一第一驱动电压；

根据所述的第一共用电压信号产生一第二驱动电压；

根据所述的第二共用电压信号产生一第三驱动电压。

5.如权利要求3所述的方法，其特征是，所述的第一共用电压信号以及所述的第二共用电压信号皆为一周期性可变信号且该第一共用电压信号以及该第二共用电压信号的相位与振幅至少其中之一具有差异。

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